분만 시 자궁 수축의 조정에 대한 임상 및 생물물리학적 증거

분만 중 자궁 운동 기능 장애의 초기 증상을 인식하고, 임상적 관찰에만 근거하여 분만 이상 치료의 효과를 비교 평가하는 것은 매우 어렵기 때문에, 현재 임신 중, 심지어 집에서도 분만 중을 모니터링하는 방법, 즉 외부 및 내부 자궁 조영술, 심박 조영술이 점점 더 중요해지고 있습니다.

최근 몇 년 동안, 외부 다채널 자궁조영술을 이용한 자궁수축 기록법, 캡슐 시스템의 무선 원격측정 장치를 이용한 내부 자궁조영술(토코그래피), 개방형 폴리에틸렌 카테터를 이용한 자궁내압 기록법, 그리고 자궁내압을 검사하는 경복부 초음파 검사법이 산과 진료에 널리 보급되었습니다. 스티어(Steer) 등은 개방형 카테터의 단점을 보완한 트랜스듀서 방식의 자궁내압 기록용 카테터를 개발했습니다. 1986년, 스베닝센(Svenningsen)과 젠슨(Jensen)은 자궁내압 측정용 광섬유 카테터를 개발했습니다. 현재 유타 메디컬 시스템즈(Utah Medical Systems)에서 인트란 2(Intran 2) 카테터를 개발했습니다.

이 문제와 그 해결책에 많은 관심이 쏠리는 이유는 복잡한 경우 분만의 진단과 예후를 위해 자궁의 수축 활동을 연구하는 것이 매우 중요하기 때문입니다.

분만 중 자궁 수축의 강도를 측정하려는 최초의 시도는 러시아 과학자 N.F. 톨로치노프(1870)였는데, 그는 원통형 질경에 스프링 압력계를 장착하는 방식을 제안했습니다. 압력계를 태아 방광으로 가져가 압력을 측정했습니다. 1913년에서 1914년 사이에 프랑스 산부인과 의사 파브르는 외부 자궁 조영술과 내부 자궁 조영술을 사용하여 자궁 수축을 병렬로 기록하는 최초의 방법을 개발했으며, 두 가지 방법을 모두 사용하여 수축을 기록했을 때 얻은 곡선이 서로 일치한다는 결론을 내렸습니다. 1872년 샤츠는 내부 자궁 조영술을 사용했는데, 이는 오늘날에도 널리 사용되고 있습니다.

복벽을 통해 삽입된 카테터와 자궁경부를 통해 양막압을 동시에 측정한 결과, 측정 곡선과 동일한 결과가 도출되었습니다. Mosler에 따르면, 기저압은 15mmHg, 자궁내압은 분만 초기 60mmHg, 분만 후기 105mmHg였습니다. Alvarez와 Caldeyro-Barcia에 따르면, 이러한 지표는 각각 8mm, 35-100mmHg, 100-180mmHg였습니다. Williams와 Stallwoithy에 따르면, 자궁 수축력 지표는 각각 8mmHg, 40-90mmHg, 120-180mmHg였습니다. 윌리엄스와 스톨워디는 내부 자궁 조영술은 정수압실의 압력을 반영한다는 장점이 있어, 유체 역학적 계산에 기반한 지표가 자궁 수축 기능의 실제 활동을 반영한다고 지적합니다.

일부 저자들은 센서 하나와 압력 센서 하나가 장착된 폐쇄형 폴리에틸렌 튜브를 사용하는데, 이 튜브는 자궁벽과 태아 머리 사이의 태아 머리 가장 큰 둘레를 따라 위치합니다. 그러나 산부인과 진료에서는 분만 과정과 자궁 조영술 지표 사이에 종종 일치가 없다는 것을 보여주는 사례가 많습니다.

지난 50년 동안 자궁에 작용하는 수많은 요인(호르몬)과 다양한 약리학적 물질들이 연구되어 왔습니다. 기계적 요인 또한 상당히 오랜 역사를 가지고 있습니다. 1872년, 샤츠는 자궁 부피의 급격한 증가가 자궁 수축을 유발한다는 것을 보여주었습니다. 레이놀즈는 1936년 자궁 장력 이론("자궁 확장 이론")을 제시했고, 1963년에는 "프로게스테론 차단" 이론을 제시했는데, 저자는 이를 임신의 기계적 요인으로 간주했습니다.

동시에, 유체역학의 물리 법칙은 자궁 수축 활동 연구에 의심할 여지 없이 적용될 수 있으며, 또 적용되어야 합니다. 1913년, 셀하임(Sellheim)은 그의 논문 "인간의 출산(Childbirth in Man)"에서 유체역학에 기반한 여러 계산을 처음으로 수행했습니다. 이러한 연구는 국내외 산부인과 전문의들의 많은 교과서에 반영되었습니다. 자궁 생리학을 다룬 레이놀즈(Reynolds, 1965)의 논문에서는 상세한 계산이 제시되어 있으며, 라플라스(Laplace)와 훅(Hooke)의 법칙에 따라 유체역학적으로 정당화된 자궁 활동에서 물리적 요인의 역할을 보여줍니다. 1873년 Haughton의 연구를 참조하면 자궁저부와 자궁하부의 곡률반경 비율은 7:4, 즉 자궁의 상부와 하부의 장력 차이는 2:1의 비율을 가지므로 정상 분만 과정에서 자궁저부와 자궁하부 부위의 근섬유 장력에 명확한 차이가 있으며, 이는 특정 부위의 자궁근층의 두께에도 마찬가지로 적용되며, 그 비율은 2:1입니다. 따라서 Haughton에 따르면 힘은 자궁 조직의 두께에 비례합니다. 저자는 Haughton의 계산과 아이디어, 그리고 Reynolds가 1948년에 개발한 3채널 외부 자궁조영술 방법을 기반으로 한 자신의 데이터를 바탕으로 자궁경부의 열림은 자궁저부의 리드미컬한 활동이 다른 부위보다 우세할 때만 관찰된다고 믿습니다. 이 경우, 자궁저부와 자궁체부의 중간 부위에서는 수축 강도가 약하고 지속 시간도 일반적으로 짧으며, 분만이 진행됨에 따라 수축 빈도가 감소합니다. 자궁 하부는 분만 초기 단계 동안 비활성 상태를 유지합니다. 따라서 분만 중 자궁경부가 열리는 것은 자궁저부에서 자궁 하부로 이어지는 생리적 활동의 기울기가 감소하기 때문입니다. 이러한 활동의 기능적 요소는 자궁 수축의 강도와 지속 시간입니다. 이 경우, 자궁저부의 자궁 수축은 자궁체부보다 30초 더 길어, 소위 "삼중 하행 경사도"가 관찰됩니다. 이러한 저자들의 판단은 복잡한 마이크로벌룬 장비를 사용하여 임신 및 분만의 여러 단계에서 자궁 내 및 근육 내 압력을 측정하고 평가한 Alvarez와 Caldeyro-Barcia(1980)의 연구를 통해 확인되었습니다. 이 방법을 통해 정상 분만 과정에서 나타나는 "삼중 하행 경사도"라는 개념을 확인할 수 있었습니다. 또한, 수축파가 자궁의 나팔관 중 하나에서 시작됨을 보여주었고, 자궁저부의 우세한 역할과 삼중 하행 경사도의 존재에 대한 이론이 확인되었습니다.

자궁 역학 연구에서 유체 역학 법칙의 적용에 대한 유사한 판단이 Mosier(1968)의 논문에도 나와 있습니다. 저자의 개념에 따르면, 두 가지 상반된 힘, 즉 장력과 탄성력이 분만 과정을 제어하고 완료합니다. 그러나 저자는 Csapo 등(1964)의 연구에서 제시된 것처럼 자궁 수축 연구 결과를 동물과 인간의 자궁에 아무런 조건 없이 적용하는 것은 불가능하다고 강조합니다. 동물은 쌍각자궁을 가지고 있고 인간은 단각자궁을 가지고 있기 때문입니다. 따라서 인간 자궁에 대한 연구와 유체 역학 법칙과 임상 관찰 사이의 일부 불일치에 대한 고려가 모두 필요합니다. 따라서 자궁벽의 최대 장력과 함께 자궁경부벽의 저항이 동시에 감소하는 것이 관찰됩니다. 이 경우, 분만 중 자궁의 수축 활동은 자궁 내 압력의 증가가 아니라, 자궁벽의 장력 증가로 인해 발생하며, 이는 자궁강의 전체 용적(직경) 증가에 대한 반응으로 발생합니다. 임신 중 자궁 용적 증가는 자궁 내 압력의 눈에 띄는 증가 없이 발생한다는 점에 유의해야 합니다. 자궁 내 압력은 0~20mmHg 범위에서 변동하며, 임신 말기에만 압력 증가가 관찰됩니다. Bengtson(1962)은 임신 중 안정 시 자궁 내 압력의 평균값을 6~10mmHg로 기록했습니다. 이 "안정 시 압력"(Mosler에 따르면 잔류 압력 또는 기저 압력)의 본질은 자세히 밝혀지지 않았지만, Sellheim이 1913년에 지적했듯이 자궁 내 압력 자체 및 복강 내 압력과 부분적으로 인과적으로 관련되어 있음이 분명합니다.

모슬러는 자궁내압 측정이 자궁 근육의 수축으로 인해 발생하는 자궁벽의 장력을 간접적으로 측정하는 것이며, 자궁강의 반경에도 영향을 받는다고 강조합니다. 자궁벽의 장력은 라플라스 방정식으로 나타낼 수 있습니다. 동시에, 마이크로풍선 기술(부피 1~15mm)을 사용할 때, 장기간 측정이 가능한 고무풍선은 탄성 변화에 기반하여 상대적으로 부정확한 압력 데이터를 제공한다는 사실을 간과할 수 없습니다.

동일한 데이터를 얻기 위한 중요한 점은, 우리의 관점에서, 자궁강 내로 카테터를 삽입하는 깊이를 정확하게 결정하는 것입니다. 안타깝게도, 내부 자궁 조영술을 시행할 때 이 깊이는 고려되지 않습니다. 저자들이 파스칼의 법칙을 적용하면 분만 중 자궁강 내 압력이 동일하다는 잘못된 생각에서 출발하기 때문입니다. 하르트만의 연구에서만 임신 외 자궁내 압력을 연구할 때 모든 카테터에 5cm 간격으로 부착된 링이 있어 카테터가 자궁강 내 깊이를 나타낸다고 명시되어 있습니다. 그러나 아래에서 볼 수 있듯이, 자궁내 압력 지표를 결정할 때는 유체 역학 기둥의 높이, 즉 자궁의 높이와 수평선에 대한 자궁의 경사각을 고려해야 하며, 자궁 경사각에 따라 자궁 하부의 압력이 자궁 상부(저부)보다 높습니다.

정상 분만 중 5채널 외부 자궁 조영술을 이용하여 자궁 수축 활동을 연구한 결과, 통증성 수축이 동반된 경우에도 분만 과정에서 불균형이 없음을 확인할 수 있었습니다. 자궁의 한 부위(한 분절)에서 양쪽 반쪽의 수축 지속 시간과 강도에 나타난 이러한 미세한 차이는 중요하지 않습니다. 수축은 항상 일정하게 유지되고 수축 진폭은 자궁의 모든 기록된 분절에서 동시에 최고점에 도달하기 때문입니다. 따라서 3채널 외부 자궁 조영술로 전환하여 센서를 자궁 저부, 자궁체부, 그리고 자궁 하부에 각각 배치할 수 있었습니다.

획득된 데이터는 10분마다 자궁 조영술을 정량적으로 처리하여 분석했습니다. 자궁 수축 활동의 주요 매개변수(수축 지속 시간과 강도, 수축 간 멈춤 빈도와 지속 시간, 자궁 내 여러 부위의 상호 작용 등)를 연구했습니다. 현재 자궁 내압 곡선 아래의 활성 압력 면적을 측정할 때, 특히 내부 자궁 조영술을 사용할 때 전자 적분기를 사용하여 이러한 목적을 달성합니다.

계산을 합리화하고 시간을 절약하기 위해 우리는 자궁경부조영술을 분석하기 위한 특별한 눈금자를 제안했습니다.

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